Etablierung der Anwendung von Diamanten-Quantensensoren in der Biologie und Chemie

• Antragsteller: Professor Dr. Dominik Benjamin Bucher
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277454479

Neuartige Erkenntnisse und Einblicke in den Naturwissenschaften resultieren oft aus der Entwicklung neuartiger Methoden. In den letzten Jahren wurde eine neue Technik basierend auf Stickstoff-Fehlstellen-Zentren (SFZ) in Diamanten etabliert, die eine Kombination aus der sensitiven Fluoreszenzmikroskopie und den NMR/MRT-Techniken darstellt. Die Methode beruht dabei auf fluoreszierenden Kristalldefekten in Diamanten, deren Emission sensitiv auf externe Einflüsse wie magnetische und elektrische Felder ist. Diese Eigenschaft ermöglicht ultrasensitive Messungen von magnetischen Feldern auf der Nanoebene, wie zum Beispiel die Detektion einzelner Elektron- oder Kernspins sowie von Magnetfeldern in lebenden Zellen. Während viele Experimente die besonderen Eigenschaften dieses Nanosensors gezeigt haben, wurden biologische und chemische Fragestellungen mit dieser Methode noch nicht adressiert. Das Hauptziel dieses Projektes ist, die SFZ-Methode in der Chemie und der Biologie in Anwendung zu bringen. Die herausragenden Eigenschaften dieser Nanosensoren sollen genutzt werden, um magnetische Plaques im Gehirn von Alzheimer- und Parkinson-Patienten nachzuweisen. Außerdem soll diese Methode genutzt werden, um die Aktivität von Neuronen zu detektieren und einzelne DNA-Moleküle zu identifizieren. Diese Experimente werden neue Einblicke in aktuelle biologische und biochemische Fragestellungen geben.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Ronald L. Walsworth